现场总线技术是近年来自动化行业内的一项新型控制技术，其很良好的开放性、经济性，智能性，为发电企业的智能化、数字化打下了良好基础。对于火电现场总线技术的应用还处于起步阶段，本文以黔西电厂（1×660MW）现场总线实际工程为基础依据，对现场总线规模化应用的经济性和安全性进行了分析，对现场总线技术未来在火电行业的推广应用具有一定的参考价值。
关键词：现场总线；火电；安全性；经济性
一、现场总线的特点
FCS 现场总线(FCS)的特点
现场总线系统打破了传统控制系统的结构形式，其在技术上具有以下特点：
1.系统的开放性 现场总线致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。可根据自己的需要，通过现场总线把来自不同厂商的产品组成大小随意的开放互连系统，增加设备或者减少设备操作简单，在分站箱控制带设备允许数量内可以自由增减。
2.互操作性与互用性互操作性是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通；而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换。
3.现场设备的智能化与功能自治性 靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态，发生故障提前诊断出，检修隔离简单，独立检修，安全系数高。
4.系统结构的高度分散性现场总线构成一种新的全分散式控制系统的体系结构，从根本上改变了集中与分散相结合的DCS体系，简化了系统结构，提高了可靠性。
二、项目实施成果
1.存在问题
安装单位之前未接触过总线设备，对总线技术的知识点掌握不足，经验不足，安装后调试期间，大量设备与DCS系统无法连接，且存在单网运行等问题。黔西电厂质检人员依靠自身力量，查阅资料，在现场对接线进行清理、核查，清理后发现以下问题：
1)现场总线地址匹配不准确，因仪表地址设置和总线组态中地址写入不匹配,造成总线设备组态中无法和就地设备通讯。
2)终端电阻以及分站箱安装工艺不合格， DP电缆通讯线接线时+、-线接反等，造成总线设备无法控制。
3)DP电缆屏蔽线接线不规范。屏蔽线非常重要，屏蔽线接错后总线不能正常通讯，且存在干扰隐患。
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热工人员对现场总线设备按寻址顺序逐点排查，确保终端电阻安装合格，通讯线和屏蔽线接线正确。以上问题解决后，设备无法连接、单网运行等问题得以解决。
2.现场总线技术运用的优点
总线设备通讯协议采用PROFIBUS DP和PROFIBUS PA，PROFIBUS DP主要用于总线接口执行器，PROFIBUS PA主要用于总线接口仪表。由于现场总线系统结构的简化，使控制系统从设计、安装、投运到正常生产运行及检修维护，都体现出优越性。现场总线的优点如下：
1)节省硬件数量与投资 由于使用现场总线设备，节省了一大笔硬件投资，并可减少控制室的占地面积。5号机组使用总线技术，节省电缆30公里，同时电缆桥架，DCS卡件、端子板等，为5号机组DCS预留了大量的空间，无形中节省大量成本。
2)节省安装费用 现场总线系统的接线十分简单，一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，又减少了设计、安装的工作量。总黔西电厂线系统的应用，可节约仪表安装费用60％以上。
3)节省维护费用 现场控制设备具有自诊断与简单故障处理的能力，并通过数字通信将相关的诊断维护信息送往控制室，可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便早期分析故障原因并快速排除，缩短了维护停工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量。
4)提高了系统的准确性与可靠性 现场设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，从根本上提高了测量与控制的精确度，减少了传送误差。简化的系统结构，设备与连线减少，现场设备内部功能加强，减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。
三、结束语
智慧电厂是今后发电企业发展的方向，建立数字化电厂是必由之路。黔西电厂是贵州省首台应用现场总线技术的火电厂，通过现场总线技术在火电厂的应用，在工程上节省了大量的电缆、DCS卡件、DCS标签点等硬件设备，同时缩短了施工时间，机组投运后总线设备运行可靠，通过自诊断功能极大提高了检修人员对运行设备的健康状况把控，为计划检修提供有力依据。大大提升了电厂热锅人员对自动化新技术的接受能力，对热工人员的维护水平也有了较大提高。
参考文献：
[1] 刘宇穗，张振全，李军，等．数字化电厂架构及现场总线控制系统设计［J］．热力发电，2008，37（12）
[2].夏德海．现场总线控制技术［M］．北京：中国北京电力出版社，2003
作者简介
姓名：杨永瑞,职称：高级工程师，单位：贵州黔西中水发电有限公司
论文作者:杨永瑞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/2
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